بررسی اتوماسیون سیستم های توزیع
توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد
بررسی اتوماسیون سیستم های توزیع دارای ۳۵۵ صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد بررسی اتوماسیون سیستم های توزیع کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی اتوماسیون سیستم های توزیع
مقدمه
-فصل اول: کلیاتی در مورد اتوماسیون
انواع روشها و سیستمهای اتوماسیون شبکه توزیع
اجزاء سیستم اتوماسیون
انتخاب وظایف اتوماسیون
سطوح اتوماسیون
اتوماسیون و اقتصاد
– فصل دوم : سیستم جمع آوری، پردازش وانتقال اطلاعات
نیازهای پست
نیازهای کابینت telecontrol
RTU و اجزاء آن
RTUCAN (نمونه داخلی)
Sectionalizer
Recloser
Capacitor control
– فصل سوم : مخابرات اتوماسیون
مخابرات دیجیتال
اجزاء سیستم مخابراتی دیجیتال
مدولاسیون
ضرورت مدولاسیون
انواع مدولاسیون
ISI و BER
همزمانی(synchronization)
QPSK
OQPSK
MSK
GMSK
کدکننده ها
کنترل خطا
فرمت داده
نمونه عملی
مودم رادیویی UHF ، NRM-
سیستمهای مخابراتی
سیستمهای رادیویی
مایکروویو
TDMA
سیستم رادیو بسته ای
سیستم رادیویی سلولی
مودم رادیویی
تکنولوژی spread spectrum
VSAT
DLC
امکانات شرکت مخابرات ایران
شبکه تلفن عمومی
شبکه داده X.??
کابل مخابراتی
مخابرات فیبر نوری
مزایا و معایب روشهای مختلف مخابراتی
نمونه هایی از شبکه های مخابراتی
– فصل چهارم : بررسی اتوماسیون در دیگر کشورها
هندوستان
سنگاپور
کره جنوبی
پروژه اتوماسیون مقیاس بزرگ امریکا
سیستم اتوماسیون ژاپن
اتوماسیون توزیع در کانادا
– منابع و مآخذ
مقدمه:
با گذشت بیش از یک قرن از طراحی و راهاندازی اولین شبکه انرژی الکتریکی با یک نیروگاه متمرکز و بار توزیعشده در سال ۱۸۸۲ توسط توماس ادیسون، که تعداد ۵۹ مشترک را با ولتاژ ۱۱۰ ولت مستقیم تغذیه میکرد و مقایسه آن با وضعیت کنونی شبکههای عظیم تأمین انرژی الکتریکی میتوان علاوه بر مشاهدهی پیشرفت سریع این صنعت به افزایش باور نکردنی تقاضای مصرفکنندگان برای این انرژی پی برد. با افزایش این نیاز شبکههای برق نیز دچار تغییر و گستردگی و پیچیدگی شدند و این گستردگی تا به حدی افزایش پیدا کرد که هماکنون شبکههای برقرسانی، در سطح تولید، انتقال و توزیع به عنوان عظیمترین ساخته دست بشر محسوب میشوند. مهمترین ویژگی این شبکه، به همپیوستگی آن است، به طوری که ناپایداری در نقطهای کوچک از شبکه قادر خواهد بود تمام نقاط شبکه را تحت تأثیر قرار دهد و این امر لزوم کنترل و نظارت دقیق را بر قسمتهای مختلف شبکه روشن میسازد.
از طرف دیگر انرژی الکتریکی نیز مانند سایر انرژیهای دیگر پیرو نظام اقتصادی عرضه و تقاضا میباشد و لذا بالا بردن سود و کاهش هزینه از اصلیترین ارکان حفظ بقاء آن است. انرژی الکتریکی همواره از سه سطح تولید، انتقال و توزیع مورد بررسی قرار میگیرد. برای افزایش بهره باید برق را با حداقل تلفات از نیروگاهها به دست مصرفکننده رساند. که در این بین با خصوصیسازی و واگذاری مدیریت بخشهای مختلف، هر کدام از سه بخش تولید، انتقال و توزیع باید حداقل تلفات را برای بالا بردن بهره اقتصادی خود ایجاد کنند. دادههای آماری بیانگر این مطلب است که بخش عظیمی از تلفات انرژی الکتریکی در سطح توزیع صورت میگیرد، یعنی بخش کمتری از انرژی رسیده به سطح ۲۰KV به مصرفکننده میرسد. این امر سبب شده تا بخش توزیع مورد توجه قرار گرفته و راههایی برای بالا بردن کارایی آن ایجاد شود.
اتوماسیون یکی از راههایی است که میتواند با نظارت و مانیتورینگ شبکه توزیع، امکان کنترلپذیری این شبکه را بیشتر کند.
طرحهای اتوماسیون در سطوح تولید و انتقال از مدتها پیش مورد توجه قرار گرفته و انجام شدهاند. روند کلی اتوماسیون در سطح جهانی برای سیستمهای توزیع از اواسط دههی ۷۰ میلادی آغاز شد و تاکنون ادامه دارد.
پایاننامهی حاضر با عنوان «اتوماسیون سیستمهای توزیع» سعی دارد تا در سطحی مشخص به معرفی این سیستم و بررسی ویژگیهای آن بپردازد. لازم به ذکر است که اتوماسیون زمینهای گسترده داشته و پرداختن به همه جوانب آن در یک پایاننامهی سطح کارشناسی ممکن نمیباشد. این پروژه شامل بیان کلیاتی در مورد اتوماسیون بوده و بیشتر جنبه تئوری دارد ولی در عین حال، هر کجا لازم بوده اشارهای به پژوهشها و پروژههای کاربردی و عملیاتی در این زمینه شده است.
بنابر توصیه استاد راهنما در برخی از بخشها وارد جزئیات مطالب شده و بیشتر به آنها پرداخته شده است، که از جمله آن میتوان به بخش مخابرات اشاره کرد.
پروژه حاضر به دلیل گستردگی مطلب، شامل گرایشهای مختلفی ازجمله گرایشهای مخابرات، الکترونیک و کنترل میباشد. البته زمینهی اصلی اتوماسیون توزیع، بنابر کاربرد آن مربوط به گرایش قدرت است لذا آشنایی و تسلط بر مفاهیم مختلف هر گرایش در کنار درک عمیق از سیستمهای قدرت زمینه را برای درک مفاهیم آماده میسازد. در طی انجام این پروژه از مساعدت و همکاری شرکتها و ارگانهای مختلف بهرهمند بودیم که از تمامی آنها خصوصاً بخش «مهندسی توزیع توانیر» و همچنین «پژوهشکده کنترل و مدیریت شبکه پژوهشگاه نیرو» کمال تشکر را داریم.
در انتها از لطف و زحمات بیدریغ استاد محترم راهنما، جناب آقای دکتر جواد علمایی در حین انجام مراحل مختلف پروژه کمال سپاسگزاری را داریم.
فصل اول:
کلیات اتوماسیون
کلیاتی در مورد اتوماسیون
در ابتدا برای آشنایی با مفهوم اتوماسیون و وارد شدن به بحث اتوماسیون توزیع لازم است تا توضیحات و چشماندازی کلی از اتوماسیون مطرح شود.
مفهوم اتوماسیون، مفهوم جدیدی نیست. بحث اتوماسیون در جنبههای مختلف زندگی بشر وارد شده و ریشه آن به ابتدای دوران انقلاب صنعتی بر میگردد. در واقع با اختراع ماشین بخار، ورود سیستمهای اتوماتیک که بتوانند وظایف مختلفی را در سطوح گوناگون زندگی بر عهده گیرند، آغاز شد.
سیستمهای مختلف ماشینی در زمینههای اداری و صنعتین نمونه هایی از اتوماتکی شدن محسوب میشوند، اما با گذشت زمان و افزایش و گستردگی این شبکههای مختلف ماشینی با سطوح تکنولوژیکی متفاوت سبب شد تا توجه بهره برداران، به سوی سیستمهایی برای کنترل و بهرهبرداری از این شبکههای ماشینی معطوف شود. این سیستمهای کنترلی و نظارتی در واقع با هدف کاهش خطای انسانی و بالابردن سرعت کنترل سیستمهای مختلف بوجود آمده و روز به روز پیشرفت کردند. با گذشت زمان و آشکارشدن قابلیت این سیستمهای کنترلی در ارتباط بین سیستمهای مجزا و بعضاً ناهمگون، عرصه برای ورود سیستمهای اتوماسیون به سطوح غیرماشینی نیز میباشد. از آن جمله میتوان به سیستمهای اتوماسیون اداری و بایگانی اشاره کرد. در اینجا همین نکته مهم را یادآور میشویم که با ورود اتوماسیون خواه ناخواه سیستمهای ماشینی نیز به عرصه وارد میشوند. یعنی برای اجرای اتوماسیون برای سیستم بایگانی و ارتباط آن با دیگر مراکز، ابتدا باید این مراکز به تجهیزات مربوطه مجهز شوند که به این مجهز کردن در اصطلاح. مکانیزاسیون گفته میشود. پس اجرای هر طرح اتوماسیون با شرط اجرای مکانیزاسیون میسر خواهد بود.
شبکههای برق نیز با گستردگی و پیچیدگی خود شاید بیش از سایر سیستمها به اجرای اتوماسیون محتاج باشند. در این راستا موضوع اتوماسیون در این زمینه مطرح شد. البته این نیاز در سطح توزیع، به خاطر پیچیدگی زیاد شبکه بیشتر احساس میشود.
هر طرح اتوماسیون بدون انجام مکانیزاسیون عملاً بازدهی نخواهد داشت. از همین رو مقدمه اجرای طرح، تغییر در وضعیت وسایل و تجهیزات موجود در سیستم توزیع خواهد بود. در این بخش به بررسی سطوح مختلف اتوماسیون توزیع میپردازیم.
انواع روشها و سیستمهای اتوماسیون شبکه توزیع
در این قسمت به بررسی انواع طرحهای اتوماسیون شبکه توزیع و قسمتهائی از شبکه توزیع که امکان اجرای اتوماسیون را دارند میپردازیم.
انواع سیستمهای اتوماسیون شبکه توزیع (Distribution Monitoring)
سیستم مانیتورینگ توزیع اولین نسل از سیستمهای اتوماسیون شبکه توزیع بوده و یک سیستم جمعآوری اطلاعات (Data Acquisition) و پردازش اطلاعات میباشد. با اجرای این سیستم، امکان نظارت بر سیستم توزیع و آگاهی از وضعیت تجهیزات شبکه نظیر کلیدها، سکسیونرها و.. نیز مقادیر کمیتهای مهم نظیر ولتاژ، جریان، ضریب قدرت و… در پستها و فیدرهای تحت نظارت ایجاد میشود.
سیستم جمعآوری اطلاعات و کنترل نظارتی توزیع (Distribution SCADA)
در این سیستم، علاوه بر جمعآوری اطلاعات و نظارت بر کمیتهای مهم، امکان ارسال فرمان از طرف اپراتور سیستم به تجهیزاتی نظیر کلیدها، سکسیونرها، تپ ترانسها و … وجود دارد.
این فرمانها برای تغییر توپولوژی شبکه به هنگام خطا، تعمیرات و… اعمال شده و باعث سهولت در بهره برداری و کاهش هزینهها میشود. در عمل طرحهای انجام شده در سیستم توزیع در سطح جهان از این مرحله شروع میشوند و سیستم نظارت توزیع نسبت به این طرح توجیه اقتصادی کمتری دارد. مزایای اقتصادی سیستمهای اتوماسیون توزیع در قسمتهای بعدی بررسی خواهد شد.
سیستم جمعآوری اطلاعات و کنترل خودکار توزیع (سیستم اتوماسیون توزیع)(Distribution Automation sysytem- DAS)
این سیستم نسل سوم از سیستمهای اتوماسیون توزیع میباشد. این سیستم در واقع همان سیستم بند ۲-۱-۲-۳- میباشد که قابلیتهای جدیدی به آن اضافه شده است. ویژگیهای این سیستم این امکان را میدهد که در مواردی نظیر وقوع خطا که نیاز به تصمیمگیریهای فوری و انجام یک سری از عملیات ضروری میباشد، خود سیستم با استفاده از قابلیتهای نرمافزاری و سختافزاری، عملیات مورد نیاز را به منظور تسریع در کارها بدون دخالت اپراتور نیز بتوانند انجام دهد.
در حال حاضر سیستمهای مدرن اتوماسیون توزیع موجود در سطح جهان عمدتاً از این نوع میباشند.
البته یادآور میشود که گاهی اوقات عبارات DAS و Distribution SCADA به عنوان معادل به کار میروند و مثلاً ممکنست سیستم SCADA اعمال خودکار را نیز انجام دهد.
به عنوان مثال تعریف IEEE از سیستم اتوماسیون توزیع عبارتست از: (سیستمی که شرکت توزیع برق را قادر به انجام نظارت، ایجاد هماهنگی در سیستم و بهرهبرداری از تجهیزات شبکه توزیع بصورت زمان حقیقی (Real- Time) و از راه دور میسازد). که این تعریف Distribution SCADA را هممیتواند شامل شود. در اکثر موارد موارد منظور از سیستم اتوماسیون توزیع همان سیستم DAS میباشد.
سیستمهای اتوماسیون توزیع هوشمند
سیستمهای اتوماسیون توزیع برای انجام وظائف خود نیاز به تصمیم گیری دارند و برای تسهیل در این امر از سیستمهای هوشمند، نظیر سیستمهای خبره، فازی و… استفاده میکنند. این مرحله از سیستم اتوماسیون توزیع در حال طی مراحل تکاملی است و در حال حاضر، جزء پیشرفتهترین نوع سیستمهای اتوماسیون توزیع محسوب میشود.
اجزاء سیستم اتوماسیون توزیع
بطور کلی سیستم اتوماسیون توزیع به سه جزء مشخص تقسیم میشود:
اتوماسیون پست
اتوماسیون پست شامل کنترل نظارتی و بعضاً خودکار کلیدها (C.B)، سکسیونرها (DS) تپ چنجرهای زیر بار (OLTC)، رگولاتورها (AVR) و بانکهای خازنی پستها میشود. جمع آوری اطلاعات از راه دور برای استفاده اپراتور نیز جزء احتیاجات این بخش است.
اتوماسیون فیدر
اتوماسیون فیدر شامل جمعآوری دیتا و کنترل نظارتی یا خودکار تجهیزات خط از قبیل کلیدها، ریکلوزرها، رگولاتورهای خطوط، خازنها، سکسیونرها و مجزا کنندهها (Sectionalizers) میباشد. نظارت از راه دور بر نمایشگرهای خطا fault indicator) و تحلیل گرهای خطا (Fault Analyzer) نیز میتواند شامل این قسمت باشد.
اتوماسیون ارائه خدمات به مصرفکنندگان
اتوماسیون ارائه خدمات به مصرفکنندگان شامل قرائت کنتورها از راه دور، برنامه ریزی و قرائت کنتورهای چند تعرفه (Time Of Use- TOU)، سرویس قطع و وصل مصرفکنندهها، کنترل بارهای مصرفکنندگان و ارسال سیگنالهای TOU میباشد.
مسائل مطرح برای شرکتهای توزیع هنگام انتخاب سیستم اتوماسیون
شبکه توزیع
انتخاب وظایف موردنظر برای سیستم اتوماسیون شبکه توزیع
برای انتخاب وظایف موردنظر یک سیستم اتوماسیون توزیع (DAS) باید موارد زیر بررسی شود:
– مشخصات شبکه
– مشخصات بار
– سیاستهای قیمت گذاری (تعرفه)
– مسائل اجتماعی، اقتصادی و جمعیتی
وظائف مناسب سیستم DAS باید برای هر مورد خاص پس از بررسی موارد فوق انتخاب شود اما به طور معمول موارد زیر توسط شرکتهای توزیع مورد بررسی قرار میگیرند:
وظائف مناسب در اتوماسیون پست
– نظارت بر وضعیت تجهیزات پست
– نظارت بر ولتاژها و جریانها
– کنترل نظارتی یا خودکار پست
– جمع آوری اطلاعات آماری در مورد پست
– مجزاسازی خطا، تشخیص اضافه بار و بازیابی سرویس
– کاهش تلفات ترانسفورماتورها
– تقسیم بار روی ترانسفورماتورها
– تقسیم بار روی فازهای مختلف
– کنترل جریان چرخشی ترانسها
– کنترل ولتاژ باسها
وظائف مناسب در اتوماسیون فیدر
– جداسازی خطا و بازیابی سرویس
– کلیدزنی از راه دور
– جمعآوری اطلاعات آماری در مورد فیدرها
– کنترل از راه دور رگولاتورها
وظائف مناسب در اتوماسیون مصرفکنندهها
– قرائت از راه دور کنتورها، کنتورهای چند تعرفه (TOU) و کنتورهای پیک بار
– کشف دستکاری کنتور و انشعاب غیرمجاز
– نظارت بر کارکرد صحیح کنتور
– قطع و وصل مجدد برق از راه دور
– بررسی مشخصات و ویژگیهای بارها (Load survey)
کنترل بار و مدیریت مصرف (Load Control and Demand side Management- DSM)
– اعمال خاموشی در مواقع اضطراری (Load Shedding)
– کنترل بارهای خاص مصرفکنندگان، نظیر سیستمهای تهویه مطبوع، سرمایش و گرمایش و مصارف عمومی
کنترل ولتاژ و توان راکتیو
– کنترل از راه دور تپ چنچرهای تحت بار (OLTC)
– کنترل توان راکتیو فیدرها (کنترل بانکهای خازنی)
– جبران افت ولتاژ فیدرها
– کنترل توان راکتیو در پستها (کنترل بانکهای خازنی)
– کنترل ولتاژ نقاط مهم در فیدرها بوسیله کنترل رگولاتورهای ولتاژ خط
حفاظت سیستم
– کنترل ریکلوزرها
– حفاظت باس بارها
– حفاظت جریان زیاد (O.C) لحظهای
– حفاظت ترانس پست
– حفاظت جریان زیاد (O.C) با منحنی زمان معکوس
در این بخش به بیان نکات تکمیلی در مورد هر سه سطح اتوماسیون میپردازیم.
الف) اتوماسیون در سطح پست:
در اتوماسیون پست میبایست تمام تجهیزات عظیم و جاگیر از قبیل رلهها، دستگاههای اندازهگیری، سوئیچ بردها و… با تجهیزات هوشمند جدید عوض شوند که این سیستمها علاوه بر کارآیی و دقت بالا باعث افزایش طول عمر تجهیزات میشوند که وظیفهی این تجهیزات هوشمند، جبرانسازی افت ولتاژ، باز و بستن کلیدها از راه دور، متقارن کردن بار تراسنفورماتورها و غیره میباشد. دستگاهایی که برای کنترل به کار میروند بهتر است که از ساختمانی یکپارچه، قدرت پردازش بالا، محدودهی عملکرد کنترلی و حفاظتی گسترده و دارای سیستم مخابراتی که برای ارسال و دریافت اطلاعات با کمترین نویز موجود باشد و حتی این دستگاهها قادر به ثبت اتفاقات، خطاها و تغییر تپ ترانسفورماتورها و حفاظت باسهای اطلاعاتی را نیز داشته باشد.
یکی از بهترینهای کنترل در این قسمت اتوماسیون، کنترل ولتاژ و توان اکتیو میباشد که با کنترل از راه دور تپ چنجرهای زیر بار و کنترل بانکهای خازنی ثابت و اتوماتیک صورت میگیرد.
الویت بندی پست
زمانی که بخواهیم شبکه توزیعی را اتوماسیون کنیم با توجه به این که هزینهی اتوماسیون بالا است بنابراین صرفهی اقتصادی ندارد که ما در ابتدای پروژه، تمام پستها را اتوماسیون کنیم و در سالهای بعد میتوانیم پستهای بیشتری را تحت پوشش اتوماسیون قرار دهیم از شرایط الویتبندی که به نظر شخصی است که میخواهد این کار را انجام دهد و ما هم در این جا به چند تابع اشاره میکنیم:
۱- در ابتدا پستهای مانوری در ارجعیت قرار میگیرند زیرا این پستها، پستهای دیگر را از طریق چند فیدر دیگر به هر دلیلی میتواند برقدار کند.
شکل b-1
۲- پستهایی که بیشترین تلفات و قطعی و در نتیجه بیشترین انرژی توزیع نشده را دارند به یک مثال توجه کنیم.
شکل B-2
فرض میکنیم قطعی در یکی از پستهای ۱ یا ۲ اتفاق بیفتد حال مقایسهی انرژی توزیع نشده با اتوماسیون و بدون اتوماسیون
بدون اتوماسیون
انرژی توزیع نشده با اتوماسیون
انرژی توزیع نشده از پست G تا پست C
انرژی توزیع نشده با اتوماسیون پس یکی از پستهای ۸ و ۹ و ۱۰ که بهتر است ۱۰ باشد را نیز در اولویت قرار دهیم.
۳- پستهای که بارهای خاص و مهم را تغذیه میکنند مثلاً پستی که بیمارستانی را تغذیه میکند در درجهی اول قرار میگیرد.
۴- پستهایی که بار بیشتری را تغذیه میکنند در الویت قرار میگیرند.
به طور کلی اتوماسیون پست از نظر اقتصادی دارای توجیه است. (به الویت بندی در فیدر رجوع شود)
ب) اتوماسیون در سطح فیدر
این اتوماسیون تقریباً همسو با اتوماسیون پست میباشد و تقریباً عملکردی شبیه به هم دارند در این سطح اتوماسیون، کنترل خازنها از بهترین و مهمترین حالتها در اتوماسیون فیدر میباشد زیرا با کنترل از راه دور بانکهای خازنی میتوان ضریب قدرت شبکه را به طور دلخواه تغییر داد و با کنترل تزریق توان راکتیوها ولتاژ را ثابت نمود و تلفات را کاهش داد. یکی دیگر از وظایف اتوماسیون فیدر به کنترل کلید فیدر فشار متوسط و رفع خطاها اشاره کرد که میتوان از طریق اطلاعات فرستاده شده از نشانگرهای خطا و آشکارسازهای خطا، محل خطا را تشخیص داده و بخش معیوب را جدا کرده و بخش سالم را دوباره به شبکه وصل میکند. به طور کلی اتوماسیون فیدر شامل عملیات جداسازی اتوماتیک فیدر در هنگام بروز عیب و ایزوله کردن محل خطا و بازیابی مجدد فیدر، کنترل ولتاژ فیدر از راه دور، کنترل توان اکتیو و راکتیو فیدر و نرمال نمودن مانورهای انجام گرفته بدون مراجعه به محل و به طور اتوماتیک صورت میگیرد (زیرا بعد از مانورن و برطرف کردن عیب میبایست پستهای قرارگرفته روی فیدر به حالت قبل برگردد تافیدرها اضافه بار پیدا نکنند)
– الویت بندی فیدرها
همانطور که در الویت بندی فیدرها ذکر شد اقتصادی نیست که هزینهی ابتدای پروژه را به دلیل اتوماسیون کردن فیدرها بالا ببریم به همین جهت چند تا از تابعهایی که در انتخاب فیدر نقش دارند را بیان میکنیم:
۱- اهمیت فیدر: فیدرهایی که بارهای مهم را و در واقع مشترکین مهم را تغذیه میکنند در الویت قرار میگیرند مثلاً جاهایی که از نظر سیاسی، حیاتی مثل بیمارستانها و … قرار دارند.
۲- طول فیدر: هرچه طول فیدر بیشتر باشد آن فیدر در الویت بالاتری قرار میگیرند زیرا فیدرهای طولانی بیشترین مشکلات را دارند.
۳- بار فیدر: هر فیدری که بیشترین بار را داشته باشد در الویت بالاتری قرار میگیرند.
۴- وسعیت فیدر: که به طول خط، تعداد مشترکین و میزان مصرف بستگی دارد یعنی فیدرهای که بیشترین مشترکین را دارند در الویت قرار میگیرند.
۵- آن فیدری که بیشترین قطعی و زمان قطعی را دارد در الویت بالاتری قرار میگیرد برای پیدا کردن فیدرها و پستهای مناسب به این ترتیب عمل میکنیم مثلاً در الویت بندی فیدر (یا پست) ابتدا لیستی از تمام فیدرها یا پستها را تهیه میکنیم و با توجه به الویتهای گفته شده به طور مجزا هر کدام را درجهبندی میکنیم سپس با توجه به نظر شخصی که میخواهد الویتبندی را انجام دهد، به تابع های بالا ضریبی را اختصاص میدهد. و در زیر به یک مثال توجه کنیم.
حال فرض کنیم آن شخص برای اهمیت فیدر %۳۰ و برای طول فیدر %۱۵ و باری بار فیدر %۱۰ و برای وسعت فیدر %۵ و برای بیشترین قطعی و زمان قعطی %۴۰ قائل میشود حال امتیاز فیدرها را محاسبه میکنیم.
امتیاز فیدر A
امتیاز فیدر B
امتیاز فیدر C
امتیاز فیدر D
و اگر بخواهیم دو فیدر را اتوماسیون کنیم بهتر است فیدر A و فیدر D را انتخاب کنیم.
توجه کنیم که ضرایب بالا به طور فرضی انتخاب شدهاند و اتوماسیون پست نیز به همین ترتیب انتخاب میشوند. و به طور کلی اتوماسیون فیدر از نظر اقتصادی دارای توجیه است.
ج) اتوماسیون در سطح مشترکین
مشترکین را میتوانیم به بخشهای خانگی، صنعتی، تجاری، کشاورزی تقسیم کنیم و در این سطح میتوانیم اتوماسیون را اجرا کنیم و با اجرای اتوماسیون میتوان مصرف بار مشترکین را مدیریت کرد مثلاً مدیریت بار را میتوان به کنترل پمپهای استخرها، سیستمهای مطبوع و … اشاره کرد و در این اتوماسیون میتوان از کنتورهای دیجیتالی TOV (Time Of Vse) که از راه دور کنترل میشوند استفاده کرد و همچنین با سیستم (Automat Meter Reding)AMR علاوه بر قرائت و تعرفهبندی کنتورها از راه دور میتوان در بهینه نمودن انرژی مصرفی مشترکین، کاهش هزینههای مصرفی آنها، بهینهسازی برق مصرفی شبکههای فشار ضعیف، کنترل تلفات شبکه و انشعابات غیرمجاز، بهبود ضریب بار شبکه، جلوگیری از برق دزدی و هشدار فوری در هنگام قطع یا سرقت برق میباشد. همچنین برای افزایش وسعت کار میتوانیم از کلیدی برای قعط و وصل از راه دور استفاده کنیم که این کلیه به SRD (service reconneci device) معروف است که از جمله کارهای آن میتوان برای قطع مشترکین به حساب استفاده کرد که برای قطع آنها دیگر نیاز به فرستادن مامورین نیست و به طور کلی اگر قطعی در قسمتهای مشترکین رخ دهد دیگر نیازی نیست که خودشان اطلاع دهند و به سرعت میتوان با دریافت اطلاعات فهمید که چه زمانی بیبرق میشوند و این سطح اتوماسیون با توجه به هزینههای آن دارای توجیه اقتصادی تا حد زیادی نیست.
پروژهی اتوماسیون یک پروژهی مدیریت شبکه میباشد که با انجام آن میتوان بر شبکه توزیع مدیریت کرد. که این مدیریت میتواند اهدافی را دنبال کند و ضرورتهایی را که در شبکه موجود میباشد تأمین کند بنابراین به تعدادی از آنها در زیر اشاره میشود:
۱- اتوماسیون و خاموشی (بیبرق)
خاموشی عاملی است که هم مشترکین و هم تولیدکنندگان برق را با مشکل روبهرو میسازد که به دلایل مختلفی ممکن است رخ دهد و در اتوماسیون توزیع زمان خاموش مهم است که با آن میتوان این زمان را تا حد ممکن کم کرد. زیرا وقتی که از کلیدهای هوشمند (رسکلوزر و یا سکشنالایزر)، نشانگرهای خطا (FI) و .. استفاده کرد بلافاصله بعد از وقوع خطا میتوان بر خلاف سابق به سرعت محل خطا را شناسایی کرده و با فرستادن اطلاعات به مرکز کنترل، از راه دور و به طور اتوماتیک محل خطا را از قسمتهای سالم جدا ک رده و زمان مانور را برای برطرف کردن عیب خیلی خیلی پایین میآوریم، زیرا بدون انجام اتوماسیون، مامورین میبایست طی باز و بستهکردن کلیدها در پست و مانورهای دیگر تازه محل خطا را پیدا کرده و بعد عیب را برطرف کنند بنابراین اتوماسیون در کاهش زمان خاموشی بسیار مهم است.
۲- اتوماسیون و تلفات
یکی از مسائل بسیار مهم در شبکههای برق مسالهی تلفات میباشد و تلفات در شبکهی توزیع از اختلاف انرژی ورودی و خروجی بدست میآید. و به طور کلی تلفات را میتوان در سه بخش طبقهبندی کرد:
۱- تلفات ناشی از مسائل فنی: مانند تلفات ژول، بیباری ترانس، راکتورها، خازنها و…
۲- تلفات ناشی از مسائل مدیریتی: مانند گردش بیمورد توان راکتیو در شبکه در اثر پایینبودن ضریب قدرت، عدم تعاون فازها و عدن تناسب بانک های خازنی با نیاز مصرف و… و در طول سال هم با تغییرات در ساعات روز و تغییرات در فصلها، تنوع بار و تغییرات بار را شاهد خواهیم بود که اگر آنها بررسی نشوند بعضی از فیدرها پربارتر و بعضی دیگر کمبارتر میشوند و آن فیدر که پربارتر است جریانش بیشتر شده و باعث افزایش تلفات مس وافزایش افت ولتاژ میشود که قبل از انجام اتوماسیون مامورین میبایست در هر فصل به اندازهگیری بارهای فیدرها بپردازند و سپس طی اقداماتی تعادل و بالانس را بوجود آورند و…
ولی وقتی که شبکه اتوماسیون شده باشد به سرعت میتوان اطلاعات مربوط به بار فیدرها و مقدار توان اکتیو و راکتیو شبکه و … را بدست آورد و با کنترل خازنها از راه دور، و با وجود قطعات الکترونیکی به متعادل سازی بار فیدرها و ترانسها پرداخت و در نتیجه تلفات را تا حد ممکن کم کرد و چون اتوماسیون یک پروژهی مدیریتی است میتواند بر کل اطلاعات شبکه نظارت کرد و راه دیگر کاهش تلفات از طریق اتوماسیون نصب سیستم AMP است که با توجه به تعریف تلفات در بالا میتواند به حذف خطای انسانی چه عملی و چه سهوی در قرائت کنتور پرداخت و از دخالت احتمالی غیرمجاز افراد در کنتورها اطلاع پیدا کرد و به طور کلی تلفات را از طریق اتوماسیون کم کرد.
۳- اتوماسیون و انرژی توزیع نشده
انرژی توزیع نشده به عوامل از جمله زمان خاموشی وقطعیهایی که رخ میدهد بستگی دارد زمانی که سیستم اتوماسیون نشده اگر عیبی در محل رخ داد میبایست برای پیداکردن این عیب مامورین به محل اعزام شده و از دستگاه تست و روش آزمایش خطا محل عیب را پیدا کرده که باعث از بین رفتن زمان و نیروی انسانی میشودن حال وقتی که شبکه اتوماسیون میشود به طور کلی اگر قطعی به طور شناخته نشده و یا اتفاقی رخ دهد به خوبی قابل کنترل میشود و با وجود کلیدهای هوشمند، نشانگرهای خطا (FI) در زمان قطعی به طور اتفاقی میتوان آن را با سرعت بیشتری پیدا کرد و در نتیجه زمان خاموشی را کم کرد و به دنبال آن انرژی توزیع نشده را کم کرده.
اتوماسیون و قابلیت اطمینان
اتوماسیون توزیع یک روش برای استفاده از تکنولوژیهای پیشرفته و هوشمند است که باعث افزایش قابلیت اطمینان در نتیجهی کاهش نیروی انسانی است. اتوماسیون میتواند زمان دسترسی به محل خطار را کم کند و نیز میتواند نیاز به تکنسینها را در مکانهایی که کلید خودکار موجود است کاهش داده و در نتیجه بازگردانی سریع شبکه را به حالت اول در پی خواهد داشت.
بررسی قابلیت اطمینان خود به تنهایی میتواند در یک پروژه جداگانه تعریف شود که در این جا به طور خلاصه به آن اشارهای میشود. به طور کلی بررسی قابلیت اطمینان در شبکه توزیع به دو صورت و با دو هدف انجام میپذیرد صورت اول شامل اندازهگیری رفتار گذشته سیستم میباشد و صورت دوم رفتار آینده سیستم را نشان میدهد که رفتار گذشته سیستم بر اساس آمارهای گذشته بوده و رفتار آینده بر اساس محل قرارگیری تجهیزات بررسی میشود و هدف اول این است که آن سیستم چقدر از امکانات و تجهیزات جهت اتوماسیون برخوردارن است که تحت تاثیر شرایط استاتیکی است و کیفیت سیستم را بیان میکند و هدف دو شامل شرایطی است که بوسیلهی خطاهای تصادفی در هر نقطه از سیستم ممکن است بوجود بیاید که این حالت تحت شرایط دینامیکی است و در واقع بیان میدارد که تجهیزات چقدر در برابر این خطاها دارای قابلیت اطمینان هستند.
دو شاخص عمومی و خاص در قابلیت اطمینان سیستم قابل تعریف هستند که در شاخصهای عمومی قابلیت اطمینان در هر نقطهی بار بر اساس تعیین محل رخدادن خطا و پیداکردن آن به وسیلهی باز یا بستن کلیدها در محل بارها و یا فیدرها که با مراجعه به ترکیب و نوع سیستم صورت میگیرد و پارامترهای آن به قرار زیر است.
که زمان تعمیر میانگین زمانی که برای تعویض و یا تعمیر تجهیزات از بین رفته صرف میشود تا وقتی که سیستم به حالت نرمال برگردد.
و با در نظر گرفتن یک خطا مدل اول را بیان میکنیم.
اتوماسیون و اقتصاد
شرکتهای توزیع سعی دارند که برق تولید شده را بتوانند با کیفیت مناسب و سرویسدهی بالا به طور دائم در اختیار مصرفکننده قرار دهند که این خود مستلزم به کارگیری تکنولوژی های پیشرفته میباشد که البته با خصوصی شدن شرکتهای توزیع، رقابت برای این امر بیشتر میشود و در نتیجه بحث اقتصاد بسیار مهم میشود و باید بررسی شود که آیا انجام پروژهی اتوماسیون دارای سوددهی است یا خیر. هر پروژهای که بخواهد به مرحلهی بهرهبرداری برسد میبایست سودها و هزینههای آن برآورد شود و نسبت سود بر هزینه محاسبه شود . که هرچه این نسبت بزرگتر از یک باشد بهتر است و البته میبایست آنالیز حساسیت هم به کار برده شود.
حال ابتدا سودهایی را که از طریق اتوماسیون بدست میآید را بررسی میکنیم و دو تعریف را به طور کلی انجام میدهیم اول این که سودهایی که در آنها بدست آوردن پول مطرح است و دسته دوم سودهایی هستند که در آنها پول مطرح نیست مانند رضایت مشترکین، از خدمات بهتری که توسط شرکت توزیع سرویس دهی میشود و… به طور کلی سودهایی که از اتوماسیون بدست میآیند
حال نسبت را بدست میآوریم که اگر بزرگتر از یک بود قابل قبول است که البته به این آنالیز اکتفا نمیکنیم و آنالیز حساسیت را نیز به کار میگیریم که در این آنالیز طوری استفاده میشود که آیا پروژه بعد از مدتی از حالت سوددهی به زیان تبدیل نشود که برای این کار ابتدا بدبینانه ترین و یکبار خوشبینانهترین سودها و هزینهها را حساب میکنیم که اگر نسبت سود به هزینه بزرگتر از یک باشد پس میتوانیم اتوماسیون را اجرا کنیم. البته همواره باید اقتصاد مهندسی را مدنظر داشته باشیم که در تعدادی از پستها و یا نقاط لازم تنها امکانات مونیتورینگ را نصب کرد و در بعضی از جاها امکانات قطع و وصل اتوماتیک و فرمان از راه دور را تصب کرد.
بطور کلی دو نوع سود اقتصادی از اجرای اتوماسیون شبکه توزیع حاصل میشود که عبارتند از:
– سودهای کمی یا ملموس (Tangible/ Quantifiable)
– سودهای کیفی یا غیرملموس (Intangible benefits)
سودهای کمی
منظور سودهائی است که بصورت عددی قابل بیان میباشد مواردی از این نوع سودها را بررسی میکنیم:
به تعویق انداختن سرمایهگذاریس ناشی از استفاده بهینه از تجهیزات و کاهش تلفات:
این نوع سود با استفاده موثر از تجهیزات حاصل میشود. در پستها، با کنترل جریانهای چرخشی بین ترانسفورماتورها، کاهش تلفات از طریق بهبود پروفیل ولتاژ و کنترل توان راکتیو، کاهش اضافه بار ترانسها بدلیل موجود بودن اطلاعات زمان حقیقی (Real- Time) از ترانسها در فیدرها با ایجاد تعادل بار بین فیدرها، کاهش تلفات از طریق کنترل ولتاژ و توان راکتیو، امکان استفاده از ظرفیتهای اضافی ایجاد شد برای سایر مصرف کنندهها و در نتیجه کاهش نیاز به سرمایه گذاری برای خرید تجهیزات جدید مهیا میشود.
کاهش هزینههای بهرهبرداری و نگهداری (Q&M)
با انجام اتوماسیون پست، کاهش هزینههای Q&M بدلیل کاهش زمان لازم برای کنترل بریکرها، سکسیونرها و تپ چنجرهای تحت بار (OLTC) حاصل میشود. همچنین صرفهجوئیهای اضافی از تست و تنظیم از راه دور رلهها، جمعآوری و تحلیل داده ها و تست کردن دستگاههای ثبت دیتا (Data logger) حاصل میشود زیرا نیاز به مراجعه به پستها کاهش مییابد.
با انجام اتوماسیون فیدر صرفهجوئی در هزینهها بدلیل اقلام زیر حاصل میشود:
– تشخیص و جداسازی خطا
– پیکرهبندی مجدد فیدرها (Feeder Reconfiguration)
– بازیابی سرویس پس از خاموشی
– بررسی و نظارت بر بانکهای خازنی
– انجام کلیدزنی از راه دور
– تست و تنظیم ریکلوزرها
– جمعآوری اطلاعات
با اتوماسیون مصرف کنندهها، صرفهجوئی بدلیل امکان قرائت کنتورها، برنامهریزی کنتورهای زمان استفاده (TOU)، ارائه سرویس قطع/ وصل صرف کنندهها، کنترل بارهای مصرف کنندهها و ارسال سیگنالهای TOU از راه دور حاصل میشود.
کاهش هزینههای ناشی از صرفهجوئی مصرفکنندهها
این مورد ناشی از بهبود زمانی بازیابی سیستم و جلوگیری از هزینههای ناشی از قطع برق برای مصر فکننده میشود. مفهوم ارزش خدمات (Valua of service (VOS)) برای بیان این مورد استفاده میشود. برای هر مصرفکننده، انرژی الکتریکی دارای ارزشی است که بستگی به نوع استفاده از برق دارد. میتوان مصرفکنندهها را به گروههای زیر تقسیم کرد:
– مصرفکنندگان خانگی
– مصرفکنندگان تجاری
– مصرف کنندگان صنعتی
– مصرفکنندگان کشاورزی
امروزه شرکتهای نظارتی تاسیس شدهاند که وظیفه آنها برآورد خسارت ناشی از قطع برق، با توجه به مفهوم VOS، میباشد. بدیهی است که اگر یک شرکت توزیع با انجام اتوماسیون توزیع زمان قطعی برق را کاهش دهد. خسارت کمتری پرداخت خواهد کرد که به عنوان سود تلقی میگردد. در ایران نیز، با انجام خصوصیسازی شرکتهای دولتی در نهایت چنین مواردی مورد توجه قرار خواهند گرفت. مقدار VOS در مناطق گوناگون متفاوت میباشد. بعنوان مثال، در سال ۱۹۹۰ در ایالت Tennesee آمریکا برای مصارف صنعتی کمترین مقدار VOS برابر S/KWh 81/5. و در ایالت بریتیش کلمبیا کانادا این رقم حدود S/KWh بوده است.
افزایش درآمد بدلیل کشف دستکاری کنتورها و انشعابات غیرمجاز
با انجام اتوماسیون مصرفکننده، امکان کشف دستکاری کنتورها و کشف انشعابات غیرمجاز از شبکه توزیع با سرعت بیشتری مهیا میشود که در نهایت موجب جلوگیری از اینگونه خسارت ها و در نتیجه باعث افزایش درآمد شرکت توزیع خواهد شد.
افزایش درآمد ناشی از کاهش زمان قطع برق
با انجام اتوماسیون توزیع، علاوه بر پرداخت کمتر خسارت بدلیل قطع برق، با توزیع انرژی بیشتر درآمد شرکت توزیع افزایش مییابد.
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.